ما هو الاحتكاك الجاف وأنواع الاحتكاك الجاف: تحليل مثير للاهتمام


الاحتكاك هو إعاقة القوة المطبقة على جسم ما لتقييد حركة الجسم الذي يكون على اتصال بجسم آخر.

يوفر احتكاك يتم تصنيفها إلى نوعين بناءً على خصائصها وسلوكها وحالة المادة على أنها "احتكاك جاف واحتكاك سائل". تركز هذه المقالة على دراسة ماهية الاحتكاك الجاف وأنواع الاحتكاك الجاف.

ما هو الاحتكاك الجاف؟

للإجابة على السؤال أعلاه ، ضع في اعتبارك مثالًا على دفع كائن يتحرك على اتصال مع آخر. عندما يتم دفع جسم ما فوق سطح ما ، تعمل حركة الجسم والقوة المطبقة في نفس الاتجاه ، ولكن الجسم لا يتحرك أبدًا بسرعة كبيرة ، حيث يتطلب تحركًا شديدًا. يسمى تأخير الحركة بالقوة الاحتكاك.

يوفر احتكاك جاف كما يتم تعريف "إن قوة المقاومة المقدمة بين السطحين الصلبين المتصلين ببعضهما البعض تؤخر الحركة العرضية النسبية في الاتجاه المعاكس."

ما هو الاحتكاك الجاف
احتكاك جاف

حقائق مثيرة للاهتمام

  • عادة ، يستخدم الاحتكاك الجاف كمرادف لـ "احتكاك".
  • الاحتكاك الجاف الناشئ بين الأسطح الصلبة يتوافق مع القوة الطبيعية المؤثرة على الأسطح.
  • لا يتضمن حجم المنطقة المحاطة بين السطحين الملامسين احتكاكًا جافًا.
  • طبيعة المادة التي سيتم اختبارها قوة الاحتكاك قد يؤثر على الاحتكاك الجاف.
  • يعتمد الاحتكاك الجاف على طبيعة المواد اللاصقة. يقاس بكمية غير وحدة تسمى "معامل الاحتكاك."
  • خشونة الأسطح لا تؤثر على الاحتكاك الجاف في حالة وجود بعض المواد الاستثنائية.
  • المساحة بين السطحين المتصلين هي الكمية الفردية ، والتي لا تؤثر على الاحتكاك الجاف.
  • لا تؤثر السرعة التي يتحرك بها الجسم على الاحتكاك الجاف فقط عندما تكون السرعة منخفضة.
  • تسمى الزاوية بين الاحتكاك الكلي الناتج بين السطحين والقوة العادية التي تمارس على الأسطح بزاوية الاحتكاك.
  • القوة المؤثرة وقوة الاحتكاك متساوية طالما كان الجسم في حالة سكون.

أنواع الاحتكاك الجاف

الاحتكاك الجاف قابل للتطبيق على المواد غير المزلقة. يتم تصنيفها بشكل أساسي إلى نوعين بناءً على خصائصها. هم انهم؛

يُظهر هذان النوعان من الاحتكاك الجاف سلوكًا متميزًا ، وهي خصائص سنقوم بدراستها في هذا القسم.

الاحتكاك الساكن

يُطلق على ميل الجسم لإبقائه ساكنًا الاحتكاك الساكن.

عندما تحاول دفع طاولة أو عربة تسوق ، فإنك تمارس مزيدًا من القوة على المنضدة في الدفعة الأولى. هل فكرت يومًا لماذا تكون الدفعة الأولى دائمًا أكثر صعوبة؟

أنواع الاحتكاك الجاف
اعتمادات الصورة: صورة بواسطة من فضلك لا تبيع أعمالي الفنية كما هي تبدأ من Pixabay 

نعم ، لأن الاحتكاك الساكن يعمل على العربة أو المنضدة. إنه يعيق حركة الطاولة أو البطاقة في حالة السكون عندما تحاول الدفع لأول مرة. وفي الوقت نفسه الجدول يحاول التغلب على هذا الاحتكاك بعد الدفعة الأولى. لذلك تشعر بقليل من السهولة في الدفع بعد الدفعة الأولى.

لذلك يتم تعريف الاحتكاك الساكن على أنه "الاحتكاك الذي يحدث على الجسم الساكن دون تحفيز حركة جسم آخر على اتصال."

مخطط الجسم الحر للاحتكاك الثابت

يتم التعبير عن الاحتكاك الساكن باستخدام معادلة عدم المساواة.

Fs ≤ µs N

حيث Fs هي قوة الاحتكاك الساكن

             µs هو معامل الاحتكاك الساكن

             N هي القوة الطبيعية التي تعمل بين السطحين.

حقائق الاحتكاك الساكن

  • تؤثر المنطقة المشغولة بين سطحي التلامس على الاحتكاك الساكن.
  • تؤدي الزيادة في القوة الطبيعية المؤثرة على الأسطح إلى زيادة القوة الخارجية القصوى المطبقة على الأسطح الثابتة أيضًا. هذا يعني أن القوة الطبيعية والقوة المطبقة متناسبة.

الحد من الاحتكاك الساكن

يسمى الحد الأقصى للاحتكاك الساكن الذي يمارس على الجسم ، والذي هو على وشك التحرك فوق سطح جسم آخر ، الاحتكاك الساكن المحدود.

عندما نبذل المزيد من القوة على الجسم الساكن ، فإنه يتغلب على الحد من الاحتكاك ويبدأ في التحرك. نظرًا لأن الجسم لم يعد في حالة الثبات ، فإن هذا يؤدي إلى نوع آخر من الاحتكاك يسمى الاحتكاك الحركي.

الاحتكاك الحركي

يوفر احتكاك حركي ويسمى أيضا "الاحتكاك الديناميكي". إنها القوة التي تعمل بين الجسم المتحرك.

عندما تدحرج الكرة ، تكون قد اختبرت هذا الاحتكاك. عندما تتدحرج الكرة على السطح ، تتأخر حركتها بفعل بعض القوة التي تمارس على الكرة ، وتؤجل حركتها للخلف. هذا بسبب الاحتكاك الحركي.

أنواع الاحتكاك الجاف
اعتمادات الصورة: صورة بواسطة شيفرلي تبدأ من Pixabay

لذلك ، يمكن تعريف الاحتكاك الحركي على أنه "قوة الاحتكاك التي تعمل بين الأسطح التي تكون في حركة نسبية مع بعضها البعض ، تواجه المقاومة في الاتجاه المعاكس."

يتم الحصول على الاحتكاك الحركي الذي يؤثر على الجسم من خلال الصيغة

Fk = µkFN

أين؛ µk هو معامل الاحتكاك الحركي.

و FN هي القوة الطبيعية.

عندما يكون السطح في الاتجاه الأفقي ، لا يوجد عنصر عمودي للقوة. ثم القوة الطبيعية هي FN = ملغ.

Fk = mgµk

ينقسم الاحتكاك الحركي إلى نوعين

الانزلاق والدحرجة الاحتكاك

انزلاق الاحتكاك

هو الاحتكاك الناتج عندما ينزلق الجسم على الجسم الآخر بحيث تقاوم الحركة النسبية للجسم.

يتم إعطاؤه بواسطة الصيغة ،

Fs = µs FN

أين؛ µs هو معامل الاحتكاك الانزلاقي.

FN هي القوة الطبيعية المؤثرة على الجسم.

يُلاحظ أن معادلة الاحتكاك الساكن والانزلاق هي نفسها تقريبًا ولكن قيمة الاحتكاك المنزلق دائمًا أقل من الاحتكاك الساكن.

الاحتكاك المتداول

هو الاحتكاك عندما يتدحرج الجسم على سطح جسم آخر. الحركة النسبية للجسم متخلفة.

يتم إعطاؤه بواسطة الصيغة

Fr = جrr FN

أين؛ جrr هو معامل الاحتكاك المتداول

FN هي القوة الطبيعية المؤثرة على الجسم.

بحاجة إلى معرفة حقائق

حقائق الاحتكاك الحركي

  • الاحتكاك الحركي والتفاعل الطبيعي بين الأسطح متناسبان مع بعضهما البعض.
  • يعتمد الاحتكاك الحركي على خشونة أسطح التلامس.
  • لا يؤثر شكل وحجم ومساحة أسطح التلامس على الاحتكاك الحركي.
  • لا تؤثر السرعة التي تتحرك بها الأسطح عند التلامس على الاحتكاك الحركي. سرعة السطح والجسم متساويتان تقريبًا ، ولا يوجد اختلاف كبير بينهما.

يتم تمثيل تباين الاحتكاك الجاف مع القوة المطبقة أسفل الرسم البياني ، مما يعطي قيمة الاحتكاك الساكن والحركي.

تمثيل رسومي للاحتكاك الساكن والحركي

معامل الاحتكاك

يعطي معامل الاحتكاك العلاقة بين الجسمين المتصلين وردود الفعل التي تعمل بين هذين الجسمين.

يتم تعريفه على أنه "نسبة المادتين المتحركتين إحداهما على الأخرى والقوة التي تمسك بها لتكون على اتصال مع بعضهما البعض."

الأبجدية اليونانية "µ" هو الرمز الذي يمثل معامل الاحتكاك. تعرض المواد المختلفة معامل احتكاك مختلف. يتراوح من صفر إلى أكبر من 1. عادةً ما يكون معامل الاحتكاك الساكن أكبر مقارنةً بالاحتكاك الحركي.

كيرثي مورثي

أنا Keerthi K Murthy ، لقد أكملت التخرج في الفيزياء ، مع التخصص في مجال فيزياء الجوامد. لطالما اعتبرت الفيزياء كموضوع أساسي مرتبط بحياتنا اليومية. كوني طالب علوم أستمتع باستكشاف أشياء جديدة في الفيزياء. ككاتب ، هدفي هو الوصول إلى القراء بالطريقة المبسطة من خلال مقالاتي. تصلني - keerthikmurthy24@gmail.com

آخر المقالات